(57)【要約】【課題】  鋳造製品の開口によって開放される開放領域と中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在する干渉領域を有する空洞部を形成する中子を容易に取り出すことができる技術を提供する。【解決手段】  中子１０は、第１中子部材１２と第２中子部材１４と第３中子部材１６を備える。第１中子部材１２は、少なくともブリッジ９の下方の干渉領域５ｂを形成する。第２中子部材１４は、第１中子部材１２にスライド可能に接続されており、開放領域５ａを形成する。第３中子部材１６は、第２中子部材１４にスライド可能に接続されており、開放領域５ａを形成する。第３中子部材１６を第２中子部材１４に対してスライドさせるとともに第２中子部材１４を第１中子部材１２に対してスライドさせることによって、第１中子部材１２が干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動可能となる。【選択図】  図８
2010017742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造型内にセットされて鋳造製品に空洞部を形成し、鋳造後に鋳造製品から取り出される中子であって、
中子によって形成される空洞部は、中子の取出方向が開放されている開放領域と中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在する干渉領域を有しており、
少なくとも干渉領域を形成する第１中子部材と、
第１中子部材にスライド可能に接続されており、開放領域を形成する第２中子部材と、
第２中子部材にスライド可能に接続されており、開放領域を形成する第３中子部材、
を備えており、
第３中子部材を第２中子部材に対してスライドさせるとともに第２中子部材を第１中子部材に対してスライドさせることによって、第１中子部材が干渉領域から開放領域に移動可能となる中子。
【請求項２】
第３中子部材を第２中子部材に対してスライドさせるとともに第２中子部材を第１中子部材に対してスライドさせることによって、第３中子部材が鋳造製品の空洞部の外側に位置することが可能となることを特徴とする請求項１に記載の中子。
【請求項３】
空洞部を形成する状態で、少なくとも第３中子部材の一部が鋳造製品の開口から突出することを特徴とする請求項１又は２に記載の中子。
【請求項４】
鋳造型に請求項１から３のいずれか一項に記載の中子を鋳造型にセットするセット工程と、
鋳造型に溶湯を注入する注入工程と、
鋳造製品を鋳造型から取り出す製品取出工程と、
第３中子部材を鋳造製品に対して取出方向に移動させ、第３中子部材を第２中子部材に対してスライドさせるとともに第２中子部材を第１中子部材に対してスライドさせることによって中子を変形させる変形工程と、
第３中子部材を鋳造製品に対して取出方向と異なる方向に移動させ、第１中子部材を干渉領域から開放領域に移動させる中子移動工程と、
第３中子部材を鋳造製品に対して取出方向に移動させ、鋳造製品から中子を取り出す中子取出工程、
を備える鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造型内にセットされて鋳造製品に空洞部を形成し、鋳造後に鋳造製品から取り出される中子に関する。特に、鋳造製品の開口によって開放される開放領域と中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在する干渉領域を有する空洞部を形成するための中子に関する。また、中子を使用する鋳造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造製品内に空洞部を形成するために中子が用いられる。中子は、鋳造型内にセットされて鋳造製品に空洞部を形成し、鋳造後に鋳造製品から取り出される。例えば、鋳造製品に、その開口部の一部が製品によって閉鎖される空洞部を形成する場合がある。このような空洞部を中子によって形成すると、中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在することになる。そのため、鋳造後に鋳造製品から中子を取り出す際に、中子が鋳造製品と干渉する。このことから、鋳造型内にセットされたときの形状（セット形状）のままでは、中子を取り出すことができない。上記のような空洞部を形成するために、砂中子等の崩壊性の中子が用いられる。しかしながら、例えば、ダイカストや高圧鋳造によって鋳造製品を形成する場合、鋳造型に注入される溶湯の圧力が高いため、崩壊性の中子では溶湯の圧力に耐え切れず、鋳造中に中子が破損する場合がある。
【０００３】
例えば、自動車等のエンジンのシリンダブロックは、ダイカストによって作製されることがある。シリンダブロックには、シリンダライナを冷却するために冷媒が通過するウォータジャケットと呼ばれる空洞部が形成される。シリンダブロックの中には、シリンダライナとウォータジャケットの外側のシリンダブロックとをブリッジによって接続する、いわゆるクローズドデッキ構造のシリンダブロックがある。クローズドデッキ構造のシリンダブロックでは、ブリッジがウォータジャケットの上端開口の一部を覆う。クローズドデッキ構造のシリンダブロックを作製する際、ウォータジャケットを形成するために中子が用いられる。この場合、中子の一部は、その取出方向にウォータジャケットの開口部が存在する開放領域に位置するが、中子の他の一部は、その取出方向にブリッジが存在する干渉領域に位置することになる。鋳造後、ブリッジが中子の取出方向に存在するため、中子をセット形状の状態で取り出すことができない。そこで、クローズドデッキ構造のシリンダブロックを作製する際に用いられるウォータジャケット内の中子を取り出すための技術が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００４】
特許文献１では、ブリッジの下方の干渉領域を形成する中子が２分割されている。鋳造後、ブリッジに形成された貫通孔から冶具を挿入することによって、中子をブリッジに対して左右に分離する。左右に分割された中子は、開放領域に向かって倒れる。これにより、中子が開放領域に移動され、ウォータジャケットの開口から中子を取り出すことができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−７０６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、中子は、干渉領域から開放領域に倒れ込んでいる。そのため、倒れ込んだ中子をウォータジャケットの開口から取り出さなければならず、中子の取出作業に手間がかかってしまう。
【０００７】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、鋳造製品の開口によって開放される開放領域と中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在する干渉領域を有する空洞部を形成する中子を容易に取り出すことができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の中子は、鋳造型内にセットされて鋳造製品に空洞部を形成し、鋳造後に鋳造製品から取り出される。中子によって形成される空洞部は、中子の取出方向が開放されている開放領域と中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在する干渉領域を有する。この中子は、第１中子部材と第２中子部材と第３中子部材を備える。第１中子部材は、少なくとも干渉領域を形成する。第２中子部材は、第１中子部材にスライド可能に接続されており、開放領域を形成する。第３中子部材は、第２中子部材にスライド可能に接続されており、開放領域を形成する。そして、第３中子部材を第２中子部材に対してスライドさせるとともに第２中子部材を第１中子部材に対してスライドさせることによって、第１中子部材が干渉領域から開放領域に移動可能となる。
【０００９】
この中子では、第３中子部材を第２中子部材に対してスライドさせるとともに第２中子部材を第１中子部材に対してスライドさせることによって、中子の一部が空洞部外に取り出される。中子の一部が空洞部外に取り出されると、開放領域の一部に空間が形成される。この結果、空洞部内に存在する中子が移動可能となり、第１中子部材が干渉領域から開放領域に移動可能となる。第１中子部材が開放領域に移動されることによって、中子を空洞部から容易に取り出すことができる。
【００１０】
この中子では、第３中子部材を第２中子部材に対してスライドさせるとともに第２中子部材を第１中子部材に対してスライドさせることによって、第３中子部材が鋳造製品の空洞部の外側に位置することが可能となってもよい。
【００１１】
また、上記した中子は、空洞部を形成する状態（セット形状の状態）で、少なくとも第３中子部材の一部が鋳造製品の開口から突出することが好ましい。
この構成によれば、開口から突出した部分を把持することによって、容易に中子を取り出すことができる。
【００１２】
上記した中子を使用する鋳造方法も新規で有用である。この鋳造工程は、セット工程と注入工程と製品取出工程と変形工程と中子移動工程と中子取出工程を備えている。セット工程では、鋳造型に上記した中子を鋳造型にセットする。注入工程では、鋳造型に溶湯を注入する。製品取出工程では、鋳造製品を鋳造型から取り出す。変形工程では、第３中子部材を鋳造製品に対して取出方向に移動させ、第３中子部材を第２中子部材に対してスライドさせるとともに第２中子部材を第１中子部材に対してスライドさせることによって中子を変形させる。中子移動工程では、第３中子部材を鋳造製品に対して取出方向と異なる方向に移動させ、第１中子部材を干渉領域から開放領域に移動させる。中子取出工程では、第３中子部材を鋳造製品に対して取出方向に移動させ、鋳造製品から中子を取り出す。
【００１３】
この鋳造方法によれば、鋳造製品の開口によって開放される開放領域と中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在する干渉領域を有する空洞部を形成した中子を容易に取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、鋳造製品の開口によって開放される開放領域と中子の取出方向に鋳造製品の一部が存在する干渉領域を有する空洞部を形成する中子を容易に取り出すことができる。これにより、鋳造工程の中子の取り出し作業を軽減し、鋳造のサイクルタイムを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
下記の本発明の技術的な特徴について列記する。
（特徴１）  本発明の中子は、クローズドデッキ構造のシリンダブロックにおけるウォータジャケットを形成するために好適に用いることができる。また、その他の鋳造製品に空洞部を形成するために用いることもできる。
（特徴２）  本発明の中子は、中子部材が３つ以上であってもよい。例えば、中子は、第１中子部材、第２中子部材、第３中子部材の他に、第４中子部材、・・・を有していてもよい。鋳造製品の形状、空洞部の形状、中子を取り出す冶具等によって適宜設計することができる。
【実施例】
【００１６】
本発明を具現化した実施例に係る中子を図面を参照して説明する。本実施例では、クローズドデッキ構造のシリンダブロック１を鋳造によって作製する場合について説明する。最初に、シリンダブロック１の構成について説明する。シリンダブロック１は、アルミニウム製である。図１は、シリンダブロック１の平面図である。図２は、図１のII−II断面を示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、シリンダブロック１には、シリンダライナ７とウォータジャケット５とブリッジ９が形成されている。シリンダブロック１は、４つのシリンダライナ７が直列に並んでいる。ウォータジャケット５は、シリンダライナ７回りを一巡する空洞部である。ウォータジャケット５は、シリンダライナ７周辺を冷却するための冷却用冷媒が通過する。ウォータジャケット５は、シリンダブロック１の上面３に開口する開口部５ｃによって開放される開放領域５ａとブリッジ９によって開口部５ｃが塞がれている干渉領域５ｂ（図２参照）を有している。ブリッジ９は、各シリンダライナ７に対して、周方向に等間隔に４つ配置されている。ブリッジ９の上面は、シリンダブロック１の上面３と同一平面上に形成されている。開放領域５ａの下面は、干渉領域５ｂの下面と同一平面上に位置している。開放領域５ａのシリンダライナ７の周方向における寸法は、干渉領域５ｂのシリンダライナ７の周方向における寸法よりも大きい。また、開放領域５ａのシリンダライナ７の半径方向における寸法は、干渉領域５ｂのシリンダライナ７の半径方向における寸法と同一である。
【００１８】
続いて、中子１０の構成を説明する。図３は、中子１０の斜視図である。図３は、鋳造後に中子１０がシリンダブロック１のウォータジャケット５内に位置する状態を示す。図３では、シリンダブロック１のウォータジャケット５とシリンダライナ７とブリッジ９を抜粋して示す。
中子１０は、第１中子部材１２と第２中子部材１４と第３中子部材１６を備えている。第１中子部材１２と第２中子部材１４と第３中子部材１６は、同一の金属材料で作製されている。中子１０は、各シリンダライナ７に対して４つ配置されている。即ち、４つの中子１０によって、各シリンダライナ７の外周を一巡して囲んでいる。第１中子部材１２は、その上端面１２ａから下端面１２ｂに向かって断面積が徐々に広くなるように、両側面が傾斜している。第１中子部材１２は、ウォータジャケット５の形状に合わせて湾曲している。第１中子部材１２の上端面１２ａは、ブリッジ９の下面と略同一の形状を有している。
【００１９】
第２中子部材１４は、第１中子部材１２に対して、後述する中子１０の取出方向（単に取出方向という）にスライド可能に接続されている。第２中子部材１４の第１中子部材１２側の側面は、第１中子部材１２の側面形状に合わせて傾斜している。第２中子部材１４の他方の側面は、取出方向に平行に形成されている。鋳造型にセットされた状態（セット形状という）では、第２中子部材１４の下端面１４ｂは、第１中子部材１２の下端面１２ｂと同一平面上にある。第２中子部材１４の取出方向に長さは、第１中子部材１２の取出方向の長さよりも長い。第２中子部材１４の厚み（シリンダライナ７の半径方向の長さ）は、第１中子部材１２の厚みと略同一である。第２中子部材１４の上端面１４ａがブリッジ９（シリンダブロック１の上面３）の上面よりも上方に位置している。即ち、シリンダブロック１が鋳造によって形成された状態で、第２中子部材１４は、ウォータジャケット５の開口部５ｃから突出している。
【００２０】
第３中子部材１６は、第２中子部材１４に対して、取出方向にスライド可能に接続されている。第３中子部材１６の第２中子部材１４側の側面は、第２中子部材１４の側面形状に合わせて、中子１０の取出方向に平行に形成されている。第３中子部材１６の他方の側面は、他の隣接する中子１０の第１中子部材１２の傾斜に合わせて傾斜している。セット形状では、第３中子部材１６の下端面１６ｂは、第２中子部材１４の下端面１４ｂと同一平面上にある。第３中子部材１６の取出方向の長さは、第２中子部材１４の取出方向と同一である。第３中子部材１６の厚みは、第２中子部材１４の厚みと略同一である。第３中子部材１６の上端面１６ａは、第２中子部材１４の上端面１４ａと同一平面上に位置する。即ち、シリンダブロック１が鋳造によって形成された状態で、第３中子部材１６は、ウォータジャケット５の開口部５ｃから突出している。第３中子部材１６のウォータジャケット５の周方向（シリンダライナ７の周方向）における幅は、第１中子部材１２のウォータジャケット５の周方向における幅よりも大きい。第２中子部材１４と第３中子部材１６のウォータジャケット５の周方向における幅の合計は、第１中子部材１２の幅よりも大きい。
【００２１】
図４は、第３中子部材１６の第２中子部材１４側の側面図である。図４に示すように、第３中子部材１６の側面には、レール１６ｃが形成されている。レール１６ｃには、スライド部材２０が摺動可能に係合している。第２中子部材１４の第３中子部材１６側の側面にも同様にレールが形成されており、スライド部材２０が摺動可能に係合している。これにより、第２中子部材１４と第３中子部材１６がスライド可能となっている。同様の構成が、第１中子部材１２と第２中子部材１４との間にも構成されている。これにより、第１中子部材１２と第２中子部材１４がスライド可能となっている。また、第１中子部材１２と第２中子部材１４との間のスライド部材は、第１中子部材１２と第２中子部材１４とが離間できる長さに設定されている。各レールには、その上下端にストッパ（図示省略）が形成されている。これにより、各スライド部材がレールから離脱することを防止している。
【００２２】
図５は、シリンダブロック１を作製するための鋳造工程の手順を示すフローチャートである。最初に、鋳造型が開いている状態で鋳造型に中子１０をセットする（ステップＳ１２）。図３に示すように、中子１０は、鋳造型に４つ配置される。中子１０は、シリンダライナ７の周方向に沿って、同一の向きに配置されている。即ち、全ての中子１０が、シリンダライナ７の周方向右回りに、第１中子部材１２、第２中子部材１４、第３中子部材１６の順になるように配置される。第１中子部材１２は、ブリッジ９が形成される位置の下方に配置される。中子１０をセットし終えると、鋳造型を閉じる（ステップＳ１４）。続いて、鋳造型に溶湯を注入する（ステップＳ１６）。溶湯を注入してから所定時間が経過すると、鋳造型を開いて、シリンダブロック１を鋳造型から取り出す（ステップＳ１８）。このとき、図３に示すように、中子１０は、第２中子部材１４と第３中子部材１６の上端部がウォータジャケット５の開口部５ｃから突出している。即ち、第２中子部材１４と第３中子部材１６によって、ウォータジャケット５の開口部５ｃが形成されている。また、第１中子部材１２の上方（中子１０の取出方向）には、ブリッジ９が形成されている。
【００２３】
シリンダブロック１が鋳造型から取り出されると、図６に示すように、第２中子部材１４と第３中子部材１６の両者を冶具６０によって上方（中子１０の取出方向）に引き上げる（ステップＳ２０）。冶具６０は、例えば、その下端に磁石６０ａが取り付けられていてもよい。あるいは、冶具６０は、第２中子部材１４と第３中子部材１６の突出部を把持する把持部を有していてもよい。これにより、第２中子部材１４が第１中子部材１２に対してスライド移動する。図６の状態から、第３中子部材１６のみをさらに上方に引き上げる（ステップＳ２２）。これにより、第３中子部材１６が第２中子部材１４に対してスライド移動する（図７参照）。なお、図６から図８では、図面の理解を容易にするため、冶具６０の磁石６０ａを中子１０と離間した位置に記載している。しかしながら、実際には、図６では、磁石６０ａは、第２中子部材１４と第３中子部材１６に接触しており、図７，８では、磁石６０ａは、第３中子部材１６に接触している。
【００２４】
図７の状態では、第３中子部材１６の下端面１６ｂが、ブリッジ９よりも上方に位置している。即ち、第３中子部材１６の全体が、ウォータジャケット５の開口部５ｃよりも上方に位置している。また、ウォータジャケット５内には、第２中子部材１４の一部と第３中子部材１６がウォータジャケット５から取り出された結果、中子１０の存在しない空間が形成されている。ここで、第２中子部材１４と第３中子部材１６側に位置するブリッジ９（隣接する他の中子１０の第１中子部材１２の上方に形成されたブリッジ９）との間には、ウォータジャケット５の周方向に関して、ブリッジ９よりも幅広の隙間が形成されている。したがって、図７の状態では、ウォータジャケット５の周方向に沿って、中子１０をブリッジ９の幅よりも大きく移動することができる。即ち、図７の状態では、中子１０をウォータジャケット５の周方向に移動させることによって、第１中子部材１２を干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動させることができる。
【００２５】
中子１０が図７の状態に変形されたときに、ウォータジャケット５内に位置する中子１０の取出方向に垂直な断面寸法が、取出方向の任意の位置においてウォータジャケット５の開口部５ｃの寸法よりも小さくなるように形成されている。図７の状態から、冶具６０を回転させることによって、第１中子部材１２を干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動させる（ステップＳ２４）（図８参照）。即ち、冶具６０によって、第３中子部材１６を取出方向と垂直な方向（ウォータジャケット５の周方向）に移動させることによって、第１中子部材１２を干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動させる。図８では、図を見やすくするために、中子１０が１つだけ記載されている。しかしながら、実際には、冶具６０は、４つの中子１０の第１中子部材１２を干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動させる。冶具６０をさらに上方に引き上げることによって、中子１０をシリンダブロック１から取り出して（ステップＳ２６）、鋳造工程を終了する。
【００２６】
上記した実施例では、第２中子部材１４を第１中子部材１２に対して取出方向にスライドさせるとともに、第３中子部材１６を第２中子部材１４に対して取出方向にスライドさせることによって、第１中子部材１２が干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動可能となる。中子１０では、第３中子部材１６をウォータジャケット５に沿って移動させることによって、第１中子部材１２が干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動する。これにより、干渉領域５ｂを形成する第１中子部材１２を容易に取り出すことができる。
【００２７】
上記した実施例では、第１中子部材１２を干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動させる際、第１中子部材１２の上端面１２ａがブリッジ９の下面に摺動させている。これにより、ブリッジ９の下面に形成されたバリを除去することができる。
また、上記した実施例では、全ての中子１０は、シリンダライナ７の周方向に沿って、同一の向きに配置されている。この構成では、第１中子部材１２を干渉領域５ｂから開放領域５ａに移動させるために中子１０を移動させる方向が、全ての中子１０において同一の方向となる。１つの冶具６０によって各シリンダライナ７周りに配置された中子１０を同時に取り出すがことができる。これにより、取り出し作業にかかる時間を短くすることができる。
第２中子部材１４の第１中子部材１２側の側面が、第１中子部材１２の側面形状に合わせて傾斜している。これにより、第２中子部材１４と第３中子部材１６をウォータジャケット５から引き出す際に、第２中子部材１４がブリッジ９と接触することを防止することができる。
また、中子１０は、金属材料で作製されているため、繰り返し使用することができる。
【００２８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記した実施例では、冶具６０は、最初に、第２中子部材１４と第３中子部材１６の両者を同時にウォータジャケット５から引き出している。しかしながら、冶具６０は、第３中子部材１６のみを把持する構成であってもよい。あるいは、冶具６０は、最初に第３中子部材１６のみをウォータジャケット５から引き出す構成であってもよい。
また、上記した実施例では、第３中子部材１６の幅は、第１中子部材１２の幅よりも大きい。しかしながら、第１中子部材１２の一部又は全部の幅が、第３中子部材１６の幅よりも大きくてもよい。この場合、中子１０が図７の状態に変形されたときに、ウォータジャケット５内に位置する中子１０の取出方向に垂直な断面寸法が、取出方向の任意の位置においてウォータジャケット５の開口部５ｃの寸法よりも小さくなればよい。この構成は、例えば、第１中子部材１２、第２中子部材１４、第３中子部材１６の側面を傾斜させる角度等を変更することによって作成することができる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】シリンダブロックの平面図。
【図２】図１のII−II断面を示す断面図。
【図３】中子の斜視図。
【図４】第３中子部材の側面図。
【図５】鋳造方法の手順を示すフローチャート。
【図６】中子をシリンダブロックのウォータジャケットから取り出す手順を説明する図。
【図７】中子をシリンダブロックのウォータジャケットから取り出す手順を説明する図。
【図８】中子をシリンダブロックのウォータジャケットから取り出す手順を説明する図。
【符号の説明】
【００３０】
１：シリンダブロック
５：ウォータジャケット
５ａ：開放領域
５ｂ：干渉領域
５ｃ：開口部
７：シリンダライナ
９：ブリッジ
１０：中子
１２：第１中子部材
１４：第２中子部材
１６：第３中子部材
６０：冶具
【図１】
2010017742.tif 000003
【図２】
2010017742.tif 000004
【図３】
2010017742.tif 000005
【図４】
2010017742.tif 000006
【図５】
2010017742.tif 000007
【図６】
2010017742.tif 000008
【図７】
2010017742.tif 000009
【図８】
2010017742.tif 000010